معماری میکروسرویس چیست؟ مزایا و امنیت آن در رایانش ابری

در سال های اخیر، پارادایم توسعه نرم افزار دستخوش تحولی اساسی شد و چیزی که امروزه به عنوان «معماری میکروسرویس ها» شناخته می شود، روشی متمایز است که برنامه ها را به‌ عنوان مجموعه‌ ای از سرویس‌ های به هم پیوسته ساختار می‌ دهد. پذیرش محیط های ابری به دلیل نزدیکی آن به اصول امنیت، مقیاس پذیری و اتوماسیون، یک محرک کلیدی برای ارتباط بین میکروسرویس ها بوده است. در فضای ابری، میکروسرویس ها به عنوان واحدهای مستقل عمل می کنند که هر کدام وظیفه اجرای یک عملکرد تجاری منحصر به فرد را بر عهده دارند. معماری میکروسرویس ها آزادی عمل در نوآوری را به توسعه دهندگان می دهند و هر میکروسرویس را می توان به طور مستقل برای عملکرد بهتر سرویس بدون این که بر عملکرد سایر خدمات در برنامه تأثیر بگذارد توسعه، استقرار و مدیریت کرد.

روند و رویکرد میکروسرویس

استقلال سرویس: بر خلاف معماری یکپارچه که همه اجزا را به یک پایگاه کد واحد متصل می کند، میکروسرویس‌ ها مسئولیتی خاص و محدود را در بر می گیرند و می توانند مستقل از دیگران توسعه یابند.

مقیاس پذیری: با این فناوری می توانید عملکردهای خاص یک برنامه کاربردی را بدون تغییر مقیاس کل برنامه، کاهش دهید که منجر به استفاده کارآمدتر از منابع می شود.

انعطاف پذیری در تکنولوژی: هر میکروسرویس (Microservice) می تواند از یک چارچوب متفاوت استفاده کند که امکان یک رویکرد ترکیبی و تطبیقی را فراهم می کند که می تواند بهترین روش را برای هر کار اعمال کند.

انعطاف پذیری: از آنجایی که هر سرویس ها از هم جدا هستند، شکست در یک منطقه لزوماً کل سیستم را از بین نمی برد. سرویس ها را می توان به گونه ای طراحی کرد که خرابی ها را به خوبی مدیریت و یکپارچگی کلی سیستم را حفظ کنند.

تیم های متمرکز: تیم های توسعه را می توان حول سرویس ها سازماندهی کرد که گردش کار را ساده می کند زیرا هر تیم بر مجموعه خاصی از خدمات متمرکز است و می تواند به طور مستقل عمل کند.

میکروسرویس ها با استفاده از API ها (رابط برنامه نویسی کاربردی) ارتباط برقرار می کنند. این API ها، پل های بین سرویس ها هستند که به آن ها اجازه می دهند تا داده‌ ها را مبادله کنند. در حالی که میکروسرویس ها مزایای زیادی مانند مقیاس پذیری بهتر، استقرار آسان تر و تطبیق پذیری را ارائه می دهند اما چالش هایی را نیز به همراه دارند. تعاملات بین خدمات نیاز به مدیریت دقیق دارد به همین خاطر  پیچیدگی، افزایش می یابد. همینطور ماهیت توزیع شده سیستم نگرانی های جدیدی را در مورد سازگاری داده ها و قابلیت اطمینان ارتباطات ایجاد می کند.

ویژگی های میکروسرویس

در قلب معماری Microservice، ماژولار بودن نهفته است و این اصل حکم می کند که برنامه ها به خدمات کوچکتر و به هم پیوسته تقسیم شوند. هر سرویس بر روی یک هدف یا عملکرد متمرکز است و می تواند به طور مستقل از سایرین توسعه یافته، مستقر و به روز شود. این فناوری، تصمیم گیری غیر متمرکز را تشویق می کند و به تیم‌ های فردی اجازه می دهد تا فناوری‌ ها و الگوهای طراحی را که به بهترین وجه برای خدمات خود مناسب هستند، انتخاب کنند. این سطح از خودمختاری به تیم ها قدرت می دهد تا نوآوری کنند و به سرعت به تغییرات یا چالش‌ ها واکنش نشان دهند و محیط توسعه پویاتر و پاسخگو را تقویت کنند.

در این معماری به لطف جداسازی بین سرویس ها، شکست یک سرویس لزوماً یکپارچگی کل برنامه را به خطر نمی اندازد و هر سرویس می تواند مکانیسم جداسازی خطای خود را داشته باشد که به انعطاف پذیری کلی سیستم کمک می کند. خدمات را می توان به صورت افقی و مستقل، برای پاسخگویی به تقاضا برای ویژگی های خاص یک برنامه مقیاس بندی کرد. این امر از نیاز به مقیاس کل برنامه جلوگیری و به شکل بهینه از منابع استفاده می کند و همچنین مقیاس بندی می تواند دقیقاً مطابق با تقاضا باشد. این تکنولوژی یک مدل استقرار را فعال می کند که در آن سرویس‌ های فردی می توانند بدون انتظار برای انتشار کامل برنامه به‌ روزرسانی شوند که این امر زمان ورود به بازار را تسریع می کند.

سرویس ها با استفاده از پروتکل های سبک وزن، اغلب HTTP یا صف های پیام با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند. این API ها به گونه ای طراحی شده اند که ساده باشند و اطمینان حاصل کنند که تعاملات سرویس در طول زمان، واضح و قابل نگهداری هستند. معماری میکروسرویس ها امکان تداوم چند زبانه (با استفاده از فناوری های مختلف پایگاه داده) و برنامه نویسی چند زبانه (با استفاده از زبان های برنامه نویسی مختلف) را فراهم می کند که در آن هر سرویس می تواند از یک فناوری استفاده کند که به طور بهینه برای نیازهای خاص، مناسب است. سرویس‌ ها با این فرض طراحی می شوند که خرابی‌ رخ خواهند داد و استراتژی‌ هایی مانند قطع کننده‌ های مدار، برگشت‌ ها و زمان بندی برای جلوگیری از خرابی های آبشاری و اطمینان از قابلیت های دقیق سیستم، استفاده می شود.

معماری‌ میکروسرویس‌ ها به قابلیت های ثبت، نظارت و ردیابی قوی نیاز دارد تا اطمینان حاصل شود که در صورت بروز مشکل، با استفاده از ابزارهای پیچیده و اختصاصی بتوان آن ها را به سرعت شناسایی و حل کرد. در حالی که این فناوری به طور مستقل عمل می کند، باید به طور مؤثری اطمینان حاصل شود که مجموع قطعات خوب و منسجم ایجاد می شود. یکپارچه سازی و مدیریت صحیح خدمات در حفظ تعادل و عملکرد یکپارچه برنامه، حیاتی است.

میکروسرویس ها در فضای ابری

سرور ابری به طور طبیعی ماهیت مقیاس پذیر میکروسرویس ها را تکمیل می کند و در فضای ابری توانایی مقیاس بندی هر سرویس، امکان تخصیص دقیق منابع، کاهش اتلاف و بهبود کارایی و هزینه را فراهم می کند. این مقیاس پذیری انتخابی به ویژه در طول تقاضاهای مختلف بار کاری، بسیار مفید است.

جداسازی خطا

وقتی یک میکروسرویس از کار می افتد، بقیه می توانند به کار خود ادامه دهند و پلتفرم‌ های ابری ابزارهای قوی برای نظارت، راه‌ اندازی مجدد و حفظ سلامت خدمات ارائه می کنند، بنابراین پایداری کلی سیستم را افزایش می دهند.

تحویل و استقرار مستمر

نوآوری تسریع شده زیرساخت ابری، ابزارها و خدمات اتوماسیونی را فراهم می کند که یکپارچه سازی، تحویل و استقرار مداوم را آسان می کند. این محیط، میکروسرویس‌ ها را قادر می سازد تا در کمترین زمان در صورت بروز مشکل، به‌ روزرسانی شوند.

محیط های چند زبانه

چابکی پشتیبانی ابر از زبان های برنامه‌ نویسی متنوع، چارچوب‌ های توسعه و سیستم‌ های ذخیره‌ سازی داده کاملاً با ماهیت چند زبانه میکروسرویس ها هماهنگ است. تیم ها می توانند بهترین ابزارها را برای نیازهای هر سرویس انتخاب کنند و عملکرد و کارایی را بهینه کنند.

استفاده کارآمد از منابع

استفاده از خدمات ابری با روش پرداخت PAYG، نرخ بهره برداری مقرون به صرفه از منابع را امکان پذیر می کنند. این کارایی منجر به هزینه های عملیاتی کمتر می شود چرا که سازمان ها فقط برای پردازش و ذخیره سازی که استفاده می کنند، هزینه پرداخت می کنند.

DevOps و Microservices

این دو یک رابطه هم افزایی ترکیبی قوی ایجاد می کنند و چابکی ابر و کشش منابع، همراه با تمرکز DevOps بر همکاری و اتوماسیون، چرخه عمر میکروسرویس را به طور قابل توجهی افزایش می دهد.

استفاده از میکروسرویس ها در فضای ابری مزیت‌ هایی را به همراه دارد که می تواند نحوه ساخت، استقرار و مدیریت برنامه‌ ها توسط سازمان‌ ها را متحول کند. این ترکیب قدرتمند در خط مقدم معماری نرم افزار مدرن قرار دارد و چابکی، مقیاس‌ پذیری و انعطاف پذیری مورد نیاز برای رونق در بازارهای پویای امروزی را برای کسب‌ و کارها فراهم می کند.

امنیت میکروسرویس ها

گنجاندن امنیت در فرآیند DevOps تضمین می کند که ملاحظات امنیتی از همان ابتدا یکپارچه شده است. این شامل خودکارسازی گیت های امنیتی برای حفظ سرعت توسعه بدون به خطر انداختن امنیت است. با یک سطح دقیق کنترل بر این که چه کسی می تواند به چه چیزی دسترسی داشته باشد، بر اساس اصل PoLP، می توانید خطر دسترسی غیرمجاز به داده های حساس را در میکروسرویس های مختلف را به حداقل برسانید و اطمینان حاصل کنید که سرویس ها، هویت خود را تأیید می کنند و مجاز به انجام اقدامات خاص هستند.

مدیریت هویت و دسترسی قوی (IAM) را با استفاده از پروتکل هایی مانند OAuth و OpenID Connect برای ارتباط سرویس به سرویس ایمن پیاده سازی کنید. از رمزگذاری قوی استفاده کنید، دروازه‌ های API را پیاده سازی کنید و از محدود کردن نرخ و throttling برای محافظت از برنامه خود در برابر حملات غیرمجاز و انکار سرویس (DoS) استفاده کنید. برای جلوگیری از قرار گرفتن در معرض یا نشت داده ها بین سرویس ها، داده ها را با استفاده از پروتکل های استاندارد صنعتی (مانند TLS برای داده های حین انتقال) رمزگذاری کنید. اسکن منظم آسیب پذیری ها و مدیریت کارآمد اتصال ها بسیار مهم است.

ابزارهای خودکار می توانند به شناسایی و رفع آسیب پذیری ها در میکروسرویس ها و زیرساخت های آنها کمک کنند. مطمئن شوید که گزارش دقیق وجود دارد و از نظارت پیشگیرانه برای شناسایی فعالیت های مشکوک استفاده می شود که می تواند نشان دهنده نقض امنیتی یا کانفیگ نادرست باشد. برای میکروسرویس‌ هایی که در کانتینرها اجرا می شوند، مطمئن شوید که ایمن هستند و برای آسیب‌ پذیری‌ ها اسکن شده‌ اند.

ایمن سازی یک معماری میکروسرویس نیازمند یک استراتژی جامع و چند لایه است که نه تنها راه حل های مدرن بلکه فرآیندهای سازمانی و فرهنگ توجه مستمر به امنیت را در بر می گیرد. با روش های درست، میکروسرویس‌ ها می‌ توانند هم چابک و هم ایمن باشند و پایه‌ ای انعطاف پذیر برای سیستم‌ های نرم‌ افزاری مدرن فراهم کنند.

آیا معماری میکروسرویس برای کسب و کار شما مناسب است؟

تعیین این که آیا این معماری برای کسب و کار شما مناسب است یا خیر، مستلزم ارزیابی چند وجهی است که مزایا و چالش‌ ها را بررسی می کند. اگر به مقیاس پذیری و انعطاف‌ پذیری نیاز دارید و کسب‌ و کار شما بارهای متغیری را تجربه می کند یا رشد سریع را پیشبینی می کنید، میکروسرویس‌ ها به شما این امکان را می دهند که عملکردهای خاص را به طور مستقل مقیاس بندی کنید. اگر تیم‌ های شما از فرهنگ DevOps استقبال می کنند، می توانید در آن تیم‌ های کوچک یک سرویس را به شکل End-to-End داشته باشید و چرخه‌ های توسعه سریع تر و رویکرد تحویل مستمر را ترویج کنید.

اگر به دنبال استفاده از فناوری‌ های ابری برای انعطاف‌ پذیری و خدمات نوآورانه‌ آن هستید، معماری میکروسرویس ها اغلب انتخاب مناسبی است. در مواردی که زمان آپلود برنامه حیاتی است، ماهیت جدا شده میکروسرویس‌ ها می تواند امکان جداسازی بهتر و تعمیر و نگهداری آسان تر را فراهم کند. نوآوری سریع یک نیاز تجاری است که اگر مدل کسب‌ و کار شما به تکرار سریع و به‌ روزرسانی‌ های مکرر بخش‌ هایی از برنامه نیاز دارد، شما می توانید این کار را به آرامی و کارآمد انجام دهید.